POWELINK的原理
是一种基于普通以太网，却无须专业芯片，可以在各种平台（例如FPGA,ARM等）上实现的。高实时性的、开源的现场总线方案。
首先，POWELINK遵循IEC国际标准；通信描述IEC61784-2,服务和协议描述IEC61158-300、IEC61158-400、IEC61158-500、IEC61158-600设备描述ISO15745-1。
POWELINK是一个三层通信网络，它规定了物理层，数据链层，应用层。
物理层
物理层：描述数据传输的机械特性例如插件形状和尺寸，电气特性如最大传输功率的说明，功能特性人某种电平表示何种意义，规程特性人各信号线的工作的先后顺序。
POWELINK的物理层遵循IEE802.3快速以太网标准，这意味着只要有以太网的地方就可以实现POWEKINK，而以以太网技术的进步就会带来POWELINK的技术进步，目前支持10M/100M/1000M的以太网，只要在驱动程序做小小的改动就可以支持10G的以太网，用户可以购买普通的以太控制芯片来实现它的物理层，这是POWELINK的实现低成本的一个原因
数据链路层
这一层是POWELINK的核心，主要功能有构建数据帧、对数据帧定界、网络同步、数据帧收发顺序控制、实时通信的传输控制等。
POWELINK有两种通信机制：请求-应答模式、定时主动上报模式（PRC）
请求-应答模式
PRC模式
POWERLINK通信一共5种数据帧：SoC、Preq、Pres、SoA、AsyncData。一个完整的时钟周期包含同步和异步阶段，SoC到SoA是同步阶段，SoA到AsyncData是异步阶段。SoC是同步信号，每个循环周期的开始主站都会广播一个SoC信号，实现时钟同步和动作同步。SoA是异步信号，包含请求哪个从站上报数据，AsyncData包含从站上报的数据，但每个周期只能有一个从站上报异步数据。
POWERLINK的多路复用机制解决快速和慢速设备。
应用层
POWERLINK应用层遵循CANopen协议，为应用程序提供统一的接口，使不同设备与应用程序之间有统一的访问方式。CANopen协议有3个主要部分；PDO、SDO、OD。
PDO：过程数据对象，可以理解为需要周期性、实时传输的数据。
SDO：服务数据对象，可以理解为非周期传输、实时性要求不高的数据。 OD：对象字典
POWERLINK协议的接口，POWERLINK协议栈会根据配置信息将OD中对象值打包发送出去，同时将收到的信息存入到OD相应的对象中，这个过程是自动的。
常用领域
一个网络面对所有系统
PWERNLINK是一个实时工业以太网方案，设计为能够给客户一个独立的，一致的并且集成用以处理各种现代自动化中通信任务的方法。它适合所有可以想象的应用：机器制造和工厂工程，同时也可以在过程控制中应用。POWERLINK网络集成所有 工业自动化组件，如PLC，传感器，Z/6模块，运动控制，安全控制，安全传感器、执行机构以及HM1系统。
一个POWERLINK循环不仅能够提供有效实时载，并且可以在异步阶段传输异步数据，同时，一个固定时间用以传输多种用户数据，因此，那些用时间要求不高的数据也可以被传输，例如用于远程维护的服务数据，那些载网络环境里不属于立即要处理的设备，如用于节点监控和访问控制的视频。此外，相应的网关也允许非POWERLINK总线的非实时数据载一个异步循环里进行传输，也就是说，该协议可以集成不同的网络。
3 Ethernet POWERLINK原理
3.1 等时同步机制
等时同步POWERLINK的时间槽管理机制反应POWERLINK的整个控制机制（如右图所示）。在这个过程中，遵循IEEE1588分布式时钟系统标准，每个设备都将带上时钟以确保数据交换中的时钟同步，POWERLINK的循环周期由两个Master即管理节点MN和CN(Controlled Node)也称为从站Slave构成，在上电后，POWERLINK主站发布配置信息给每个从节点，然后发布SoC同步开始帧，每个从节点接收到SoC后开始进入数据通信等待状态，在SoC后，MN发送PReq1到第一个节点，Preq1收到后发送PRs1到网络上并以广播形式发布，然后MN 发送PReq2给第二个节点，然后第二个节点发送PRs2给网络，如此序列将到PRsN后结束，MN再发送SoA代表异步通信阶段开始，异步数据在这个SoA后开始发送到网络，整个过程称为一个POWERLINK循环帧，它由等时同步阶段和异步阶段构成，这些均可配置时间。
3.2 多路复用机制
多路复用为了提升网络效率，POWERLINK采用了多路复用机制来处理节点数较大的情况，通过网络配置，将系统设备划分为快速设备与慢速设备，对于快速设备可以在每个等时同步阶段进行数据刷新，而对于慢速设备可以每隔1~N个周期进行刷新。这样，即可缩短整个系统在每隔POWERLINK周期里的时间槽数，即使对于大量应用的节点也可以通过此种优化方式来提高整体的效率，因此，从这个角度来说，POWERLINK是非常具有灵活性和实用性的。 4.1 直接交叉通信
交叉通信意味着控制节点之间可以交换数据，而无需通过主站（Master）。
同标准以太网的设备一样，POWERLINK上的节点遵循Producer/Consumer机制，在网络上广播数据。通过检测数据帧地址，节点判断它们是否应该予以回应。如果给出一个适合的配置，控制节点也可以理解其它节点返回的命令。交叉通信的数据可以被控制器管理的节点同步。这种柔性是使得它领先其它的
Master/Slave概念，可以实现大型模块化机器设计的网络要求。在很多模块内部，或多或少存在节点间的单独通信，这是模块的一部分。每一个模块都有一个节点，负责调整模块内的通信，以及和其他模块的通信。然而，在系统里这些“模块主站”――PLCs或I/O设备，普遍只被看作控制节点。因此，这些模块基本上可以自行运行，而管理节点主要负责网络管理和模块间的同步。另外，用户可能已经感受到交叉通信的好处了，即使在不复杂的应用中。例如，在印刷机中，所有驱动器的旋转编码器都与一个主编码器同步，这是一个简单且有效的方法，无需分布式时钟或其他工具。